具有無線通信功能的環境溫度監測系統

摘要：設計了一種基于ZigBee和GPRS的環境溫度遠程無線監測系統。該系統通過溫度傳感器采集數據后，在CC2430單片機內部作以處理，并控制GPRS模塊進行無線數據傳輸，闡述了用VB6．0實現數據分析處理的軟件設計。通過對采集的數據進行曲線分析，數據采集精度控制在了5％以內，穩定性好。
關鍵詞：環境溫度；GPRS；ZigBee；無線監測系統

溫度在工農業生產、科研以及辦公設備自動化領域中，是一種十分重要的數據。溫度的測量和控制在儲糧倉庫、智能樓宇空調控制及其他的工農業生產和科學研究中應用廣泛。文中介紹了一種環境溫度監測系統可以實時多點監測庫房或其他對溫度要求十分嚴格的場所，并通過無線協調器控制GPRS進行聯網實時顯示，進行溫度監測。報警還可通過GPRS以短信的方式發送到管理員的手機上，以便及時處理。

1 系統總體構成
系統以CC2430單片機為核心，作為下位機實現數據采集、數據處理、數據存儲、數據傳輸功能。無線傳感器監測網絡由多個無線傳感器節點、無線網關和帶有GPRS嵌入式系統組成，實時測量溫度參數，所有節點采集的現場數據通過ZigBee無線通信技術最終路由到網關節點，由網關節點將全部數據傳輸給GPRS模塊，最終通過GPRS和Internet網絡，將數據轉發至遠程數據監控中心。在VB6．0編程環境下實現了上位機對下位機的控制和數據的存儲、處理、分析。上位機和下位機之間采用無線通信方式進行傳輸。該系統采用ZigBee的網狀網絡結構進行數據采集，ZigRee網狀網絡結構如圖1所示。系統整體結構組成如圖2所示。

2 硬件電路設計
2．1 傳感器節點硬件設計
根據無線傳感器網絡的應用需求以及功能要求，無線網絡傳感器節點主要包括傳感器單元、處理器單元、射頻單元等。傳感器DS18B20負責采集溫度參數。數據提供給CC2430進行處理、分析并將數據發送給ZigBee協調器節點。
2．2 ZigBee協調器節點設計
ZigBee協調器節點與GPRS模塊SIM300進行有線的串口通信，節點單片機CC2430將從傳感器節點處獲得的溫度數據經行地址分類和處理，通過RS-232通信接口進行傳輸，單片機可以發送AT指令對SIM300進行控制，設置發送模式，發送短消息進行數據傳輸。可以快速、安全、可靠地實現系統方案中的數據和短消息服務。